DE1939440A1 - Method and apparatus for removing an undesired signal component from a composite signal - Google Patents
Method and apparatus for removing an undesired signal component from a composite signalInfo
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Dr. EMIL VORWERK «biGROBENZELL/MöNCHEN, I. August 196Dr. EMIL VORWERK «biGROBENZELL / MUNICH, August 1st, 196
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THE LUMMUS COMPANY 1515 Broad Street, Bloomfield, New Jersey (V.St,A.)THE LUMMUS COMPANY 1515 Broad Street, Bloomfield, New Jersey (V.St, A.)
Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung einer unerwünschten Signalkomponente aus einem zusammengesetzten SignalMethod and apparatus for removing an undesired signal component from a composite signal
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterdrückung oder Beseitigung eines unerwünschten Signals in einem zusammengesetzten Signal und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Geräuschunterdrückung oder -beseitigung für eine Anwendung in Verbindung mit Prozeßregelsystemen. The invention relates to a method and a device for suppressing or eliminating an undesired Signal in a composite signal and in particular a method and apparatus for noise suppression or elimination for use in connection with process control systems.
In zahlreichen modernen Verarbeitungseinrichtungen wird die Verarbeitungsrate allgemein durch unabhängige Mittel gesteuert, die in die Verarbeitungseinrichtungen eingefügt sind und die Verarbeitungsrate gemäß einem einprogrammierten Algorithmus verändern, abwandeln und steuern. Dabei werden diese unabhängigen Mittel kontinuierlich mit InformationsSignalen von dem gerade verarbeiteten "Ansatz" gespeist, durch Probennahme- und Abfühleinrichtungen, die mit dem Ansatz und den Steuerein- -richtungen in Verbindung stehen. Der Algorithmus oder die "Arbeitsformel" bewirken, daß diese Steuereinrichtungen die Steue-In many modern processing facilities, the processing rate is generally determined by independent means which are inserted in the processing devices and the processing rate according to a programmed Change, modify and control the algorithm. These independent means are continuously supplied with information signals from the just processed "approach" fed by sampling and sensing devices that work with the approach and the control directions are related. The algorithm or the "working formula" cause these control devices to control the
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rung des Verarbeitungsvorganges nach Maßgabe dieser Informationen vornehmen, so daß trotz unterschiedlicher Eigenschaften eines gegebenen Ansatzes in jedem Falle ein theoretisch einheitliches Ergebnis erzielt wird.Execution of the processing operation in accordance with this information, so that despite different properties of a given approach a theoretically uniform one in each case Result is achieved.
Verarbeitungssysteme und insbeso'ndere die heutzutage darin verwendeten Steuereinrichtungen haben jedoch nicht die in sie gesetzten Erwartungen hinsichtlich Gewährleistung einheitlicher Ergebnisse erfüllt, da die Informationssignale, auf die die Steuereinrichtungen ansprechen, nicht wirklich kennzeichnend für den gerade verarbeiteten Ansatz bzw. den gerade vorliegenden Zustand (nachstehend zur Vereinfachung als "Ansatz" bezeichnet) sind. Das bisherige Unvermögen derartiger Informationssignale, den gerade verarbeiteten Ansatz eindeutig und genau wiederzugeben, beruht in erster Linie auf der Anwesenheit eines mit dem Informationssignal einhergehenden Geräuschpegels, der in Kombination mit dem Informationssignal dazu führt, daß die Steuereinrichtungen auf das verzerrte oder verfälschte zusammengesetzte Signal ansprechen. Weiterhin können, wie nachstehend noch näher erläutert wird, aufgrund der Art des von dem verarbeiteten Ansatz kommenden Informationssignals die Steuereinrichtungen häufig nur auf den Geräuschpegel ansprechen, der mit dem Informationssignal verbunden oder diesem überlagert ist.Processing systems and especially those nowadays However, the control devices used therein do not have the expectations placed in them with regard to guaranteeing uniformity Results met because the information signals to which the control devices respond are not really indicative for the batch that has just been processed or the current status (hereinafter referred to as "batch" for the sake of simplicity) labeled). The previous inability of such information signals, the approach just processed unambiguously and precisely is based primarily on the presence of a noise level associated with the information signal, which, in combination with the information signal, leads to the control devices respond to the distorted or falsified composite signal. Furthermore, as below will be explained in more detail, based on the type of information signal coming from the processed approach, the control devices often only respond to the noise level associated with or superimposed on the information signal.
Bisherige Bemühungen zur Befreiung des Inf©rmationssignals von der Verfälschung oder Verzerrung durch derartige einhergehende Geräuschpegel haben sich im allgemeinen auf FiI- · terung-, Begrenzungs- und/oder Digitalsummierungsmethoden gestützt; diese haben sich jedoch alle als nicht zufriedenstellend erwiesen. Die Filterungsmethoden haben sich allgemein als wenig erfolgreich gezeigt, da sie eine Übertragungsverzögerung und einen Dämpfungsverlust (insertion loss) mit sich bringen, die für die Informationssignale nachteilig sind und die Verwendung der Informationssignale für Messung und/oder Regelung verlangsamen. Die Begrenzungsmethoden (clipping techniques) haben versagt, weil es sich bei dem mit dem Informationssignal verei-Previous efforts to free the information signal of the falsification or distortion caused by such accompanying noise levels have generally focused on sizing, limiting and / or digital summing methods supported; however, all of these have proven to be unsatisfactory proven. The filtering methods have generally proven to be unsuccessful because they introduce a transmission delay and bring about an insertion loss that is detrimental to the information signals and the use slow down the information signals for measurement and / or control. The clipping techniques have failed because the one with the information signal
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nigten Geräuschpegel allgemein um ein alternierendes Signal handelt, das dem Informationssignal überlagert ist und demgemäß gewöhnlich beträchtliche Anteile unterhalb des Begrenzungsnivaus hat. Die Digitalsummierungsmethoden (digital summing techniques) haben sich allgemein als nicht zufriedenstellend erwiesen, weil die Geräuschsignale von regelloser Natur sind und demgemäß nicht ohne weiteres eine Mittelung zu Null um die Komponente, der sie überlagert sind, zulassen, und ihre Summe oder ihr Integral daher normalerweise das Informationssignal nicht zutreffend wiedergibt. Das Bekannte bietet demnach keine allgemein erfolgreiche Arbeitsmethode, nach der das Informationssignal des Ansatzes isoliert und ohne Störung oder Geräusch den Regeleinrichtungen dargeboten werden kann.The noise level is generally reduced by an alternating signal acts that is superimposed on the information signal and accordingly usually has substantial proportions below the limit level. The digital summing methods (digital summing techniques) have generally proven unsatisfactory because the noise signals are of a random nature and accordingly do not readily allow an averaging to zero about the component on which they are superimposed, and their sum or its integral therefore normally does not accurately reproduce the information signal. The known does not offer any generally successful working method according to which the information signal the approach can be isolated and presented to the control devices without disturbance or noise.
Gemäß der Erfindung wird ein unerwünschtes Signal, z.B. ein Geräuschsignal, aus einem das unerwünschte Signal und ein Informationssignal einschließenden zusammengesetzten Signal unter Erzeugung eines im wesentlichen nur das Informationssignal umfassenden Signals entfernt, indem man das zusammengesetzte Signal einer linearen Signalübertragungseinrichtung zuführt und das zusammengesetzte Signal linear überträgt zur Bildung einer ersten Ausgangsgröße, die das unerwünschte Signal und das Informationssignal umfaßt, das zusammengesetzte Signal außerdem einer nicht-linearen Signalübertragungseinrichtung zuführt und das zusammengesetzte Signal auf Basis der Änderungsrate (rate of change) der Signalkomponenten in bezug auf eine Zeitkonstante nicht-linear überträgt zur'Gewinnung einer zweiten Ausgangsgröße, die im wesentlichen nur das unerwünschte Signal umfaßt, und die erste und die zweite Ausgangsgröße an eine Vergleichseinrichtung anlegt, die die beiden Ausgangsgrößen voneinander subtrahiert und somit ein Signal bildet, das im wesentlichen nur das Informationssignal enthält. Bei der linearen Signalübertragungseinrichtung, der nicht-linearen Signalübertragungseinrichtung und der Vergleichseinrichtung kann es sich um elektronische, fluidische (fluidic) oder pneumatische Einrichtungen handeln.According to the invention, an unwanted signal such as a noise signal becomes one of the unwanted signals and a composite signal including an information signal to produce substantially only the information signal comprehensive signal by removing the composite The signal is fed to a linear signal transmission device and the composite signal transmits linearly to form a first output which is the unwanted signal and the information signal comprises, the composite signal also supplies a non-linear signal transmission means and the composite Signal based on the rate of change of the signal components in relation to a time constant non-linearly transfers to obtain a second output variable, which essentially only comprises the undesired signal, and the first and the second output variable to a comparison device that subtracts the two output variables from each other and thus forms a signal which is essentially only the information signal contains. In the linear signal transmission device, the non-linear signal transmission device, and the comparison device can be electronic, fluidic or pneumatic devices.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand beispielhafter Ausführungsformen in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen weiter erläutert.The invention is described below using exemplary embodiments in conjunction with the accompanying drawings further explained.
Figur 1 ist eine schematische Darstellung der Kurvenform für den idealen stationären Verfahrensablauf, der Kurvenform der von einem Ansatz erhaltenen Information und des überlagerten Geräuschpegels.FIG. 1 is a schematic representation of the curve shape for the ideal stationary process sequence, the curve shape the information received from an approach and the superimposed noise level.
Figur 2 zeigt ein Fließbild oder Blockschema einer Geräuschbeseitigungsvorrichtung gemäß der Erfindung.FIG. 2 shows a flow diagram or block diagram of a noise elimination device according to the invention.
Figur 3 ist eine schematische Darstellung einer elektrischen Ausführungsform einer Geräuschbeseitigungsvorrichtung gemäß der Erfindung.Figure 3 is a schematic illustration of an electrical embodiment of a noise cancellation device according to the invention.
In der Figur 1 sind drei getrennte Kuryenzüge dargestellt. Der mit "stationäres Verfahren" bezeichnete Kurvenzug ist kennzeichnend für das Informationssignal, wie es von einem einwandfrei betriebenen standardisierten Ansatz erhalten würde, und es ist diese Kurvenform, an die der Algorithmus des Steuersystems die festgestellten Parameter des gerade verarbeiteten Ansatzes anpaßt. Der mit "Ansatzinformation" bezeichnete Kurvenzug ist kennzeichnend für das Informationssignal, wie es von einem tatsächlich gerade verarbeiteten Ansatz erhalten wird, und es ist dieses Informationssignal, nach dem sich das Steuersystem der Verarbeitungseinrichtung bei der Anpassung der tatsächlichen Ansatzparameter an den Kurvenzug des stationären Verfahrensablaufs richten sollte. Der dritte, mit "Geräuschpegel" bezeichnete Kurvenzug ist kennzeichnend für die Geräuschkomponente, die normalerweise in Überlagerung auf ein tatsächliches Ansätzinformationssignal erwartet werden kann. Bei dem Signal, das normalerweise zu der Steuervorrichtung übertragen wird und auf das der programmierte Algorithmus anspricht, handelt es sich also um einen zusammengesetzten Kurvenzug aus t dem Kurvenzug der Geräuschpegelkomponente und dem Kurvenzug der Ansatzinformationskomponente. In the figure 1 three separate Kuryenzügen are shown. The curve referred to as "stationary process" is characteristic of the information signal as it would be obtained from a properly operated standardized approach, and it is to this curve shape to which the algorithm of the control system adapts the established parameters of the approach being processed. The curve labeled "batch information" is characteristic of the information signal as it is received from a batch that has actually just been processed, and it is this information signal according to which the control system of the processing device adapts the actual batch parameters to the curve of the stationary process sequence should. The third curve, referred to as "noise level", is characteristic of the noise component which can normally be expected in superposition on an actual approach information signal. The signal that is normally transmitted to the control device and to which the programmed algorithm responds is therefore a composite curve of t the curve of the noise level component and the curve of the approach information component.
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Die automatische Steuerung von Verarbeitungssystemen beruht im allgemeinen auf der Festeilung eines Signals, das für den gerade verarbeiteten Ansatz kennzeichnend ist, und dessen Abweichung oder Verschiebung. Dieses Signal, das in der Figur als Ansatζinformationssignal veranschaulicht ist, stellt selten eine gut verlaufende Kurve dar und kann bei praktischen Betriebsdurchführungen eine Verschiebung (t) gegenüber dem Kurvenzug des stationären Verfahrens von vier Sekunden bis zwanzig Minuten haben. Das Ansatzinformationssignal ist also eine sich sehr langsam ändernde Signalkomponente, nach der sich die Regelschaltungrichten kann, um eine Anpassung an das Signal des stationären Verfahrens herbeizuführen. Die Wirkung der Steuereinrichtung besteht normalerweise darin, den Verfahrensablauf so zu verändern, abzuwandeln und zu steuern, daß das Ansatzinformationssignal möglichst gering um den Kurvenzug des stationären Verfahrens, d.h. das ideale Signal, schwankt. Bei fortschreitendem Verfahrensablauf werden weiterhin auftretende Abweichungen des Ansatzinformationssignals von dem Stationärverfahrenssignal durch die Steuereinrichtung so aufgenommen und verarbeitet, daß das Ansatzinformationssignal ständig dem Stationärverfahrenssignal angepaßt wird. Derartige Steuersysteme sollten daher den Verfahrensablauf dauernd nach Maßgabe der Arbeitsformel abwandeln und anpassen, um die individuellen Besonderheiten eines gegebenen Ansatzes vollständig zu kompensieren und hierdurch derartige Verfahrensvorrichtungen in die Lage zu versetzen, ständig einheitliche Produkte abzugeben.Automatic control of processing systems generally relies on the fixation of a signal that is used for is characteristic of the batch being processed, and its deviation or displacement. This signal, shown in the figure is illustrated as Ansatζinformationssignal, seldom represents represents a well-running curve and can, in practical operations, be a shift (t) compared to the curve of the inpatient procedure have from four seconds to twenty minutes. The approach information signal is thus a self Signal component that changes very slowly, according to which the control circuit adjusts itself can to bring about an adaptation to the signal of the stationary method. The effect of the control device normally consists in changing, modifying and controlling the process sequence in such a way that the batch information signal As little as possible around the curve of the stationary process, i.e. the ideal signal, fluctuates. With advancing The process sequence will continue to occur deviations of the batch information signal from the stationary process signal recorded by the control device and processed so that the approach information signal constantly the Stationary process signal is adapted. Such tax systems should therefore constantly modify and adapt the process sequence in accordance with the working formula to suit the individual To fully compensate for the peculiarities of a given approach and thereby incorporate such process devices into the To put them in a position to deliver uniform products at all times.
Damit das Steuersystem einwandfrei in der vorstehend erläuterten Weise arbeiten kann, muß es Ansätzinformationssignale erhalten, die für den gerade verarbeiteten Ansatz wirklich kennzeichnend sind. Dies ist jedoch bei bisher bekannten Einrichtungen selten der Fall, da das Ansatzinformationssignal normalerweise durch eine Geräuschpegelkomponente überlagert ist. Die'Geräuschkomponente, wie sie in der Figur 1 angedeutet ist, rührt nicht nur von elektrischem Geräusch her, das normalerweise sich wiederholend und symmetrisch ist, sondern umfaßtIn order for the control system to function properly in the manner discussed above, it must have approach information signals that are really indicative of the approach that has just been processed. However, this is the case with previously known Facilities seldom the case, since the approach information signal is usually superimposed by a noise level component. The noise component as indicated in FIG is not only due to electrical noise, which is usually repetitive and symmetrical, but encompassed
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gewöhnlich weiterhin hydraulische, mechanische, verfahrensbedingte und andere dynamische Geräuschkomponenten, die alle in großen Verarbeitungseinrichtungen auftreten. All diese gesonderten Geräuschkomponenten, wie sie von den vorstehend beschriebenen verschiedenen Quellen herrühren, vereinigen sich unter Bildung eines zugeordneten Geräuschpegels, der häufig als Krachüberlagerung (scratch overlay) bezeichnet wird und der nicht symmetrisch oder in anderer Weise durch ein wiederkehrendes Verhalten gekennzeichnet ist. Weiterhin kann eine solche Krachüberlagerung oder ein solcher Geräuschpegel häufig wahllose Spitzen umfassen, wie sie in gewissen Abständen in dem Geräuschpegel der Figur 1 angedeutet sind, die die Steuerkreise des Gesamtsteuersystems in starkem Maße durcheinander bringen und zuweilen Absperrungen (blanking out), Überladungen und/oder zu weit gehende Maßnahmen verursachen können.usually hydraulic, mechanical, process-related and other dynamic noise components all of which occur in large processing facilities. All of these separate Noise components as emanating from the various sources described above merge under Formation of an associated noise level, which is often referred to as Krachüberlagung (scratch overlay) is called and which is not symmetrical or in some other way due to a recurring behavior is marked. Furthermore, such a noise superimposition or such a noise level can often be indiscriminate Peaks, as indicated at certain intervals in the noise level in FIG. 1, comprise the control circuits of the overall control system to a great extent confused and sometimes barriers (blanking out), overloads and / or closed can cause far-reaching measures.
Bei einem normalen herkömmlichen Verarbeitungssystem umfaßt also das der Steuereinrichtung zugeführte zusammengesetzte Ansatzinformationssignal sowohl die eigentliche AnsatzinformationsSignalkomponente als auch eine dieser überlagerte Geräuschpegel- oder Krachüberlagerungssignalkompo^nte. Weiterhin kann, wenn sich der Ansatz in gutem Zustand befindet oder korrigiert wurde, so daß die Amplitude der Abweichung klein ist, das Steuersystem annähernd ausschließlich auf die überlagerte Geräuschpegelkomponente ansprechen, so daß die hierdurch herbeigeführten Korrekturen völlig fehlerhaft und schädlich sind.Thus, in a normal conventional processing system, the one supplied to the controller includes the composite Approach information signal as well as the actual approach information signal component as well as one of these superimposed noise level or noise superimposition signal components. Farther can if the approach is in good condition or has been corrected so that the amplitude of the deviation is small is, the control system respond almost exclusively to the superimposed noise level component, so that the The corrections brought about are completely flawed and harmful.
Eine Betrachtung der in der Figur 1 veranschaulichten Geräuschpegelkomponente, die dem Ansatzinformationssignal überlagert ist, läßt ohne weiteres erkennen, daß ihre Stör- oder Verzerrwirkung ein solches Ausmaß hat, daß sie von dem zusammengesetzten Ansatzinformationssignal entfernt werden muß, bevor die Steuereinrichtung einwandfrei arbeiten kann. Infolge der wahllosen, unsymmetrischen und einflußreichen Natur der Geräuschkomponente haben sich jedoch normale Abtrennmethoden als völlig unzureichend erwiesen, wenn sie auf eine Isolierung die-A consideration of the noise level component illustrated in Figure 1 superimposed on the approach information signal reveals that its disturbing or distorting effect is of such magnitude that it differs from the composite Approach information signal must be removed before the controller can operate properly. As a result of indiscriminate, unbalanced and influential nature of the noise component however, normal separation methods have proven to be completely inadequate when they rely on isolation
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ses Kurvenzugs zur Ermöglichung einer nachfolgenden Subtraktion von dem zusammengesetzten Kurvenzug angewendet werden. Die Erfindung beruht auf der überraschenden Feststellung, daß trotz der wahllosen, unsymmetrischen und einflußreichen Natur der Geräuschkomponente ein ständig gegebenes kennzeichnendes Merkmal derartiger Geräuschkomponenten herangezogen werden kann, umtiie Geräuschkomponente zu isolieren, so daß algebraische Summierungsmethoden zu ihrer Entfernung aus dem zusammengesetzten Ansatzinformationssignal benutzt werden können. Dieses charakteristische Merkmal besteht darin, daß - wenngleich die Ansatzinformationssignalkomponente ein sich langsam änderndes Signal ohne festliegende Frequenz und die Geräuschpegelkomponente oder Krachüberlagerung ein wahlloses unsymmetrisches Signal von veränderlicher Frequenz ist, die Änderungsrate (rate of change) des Geräuschpegels normalerweise sehr viel größer ist als die Änderungsrate der Ansätzinformationssgnalkomponente. Der wesentliche Unterschied in den Änderungsraten der beiden Signalkomponenten wird ausgenutzt, um die Geräuschpegelkomponente zu isolieren und danach algebraisch von dem zusammengesetzten Kurvenzug, der den Steuereinrichtungen zugeführt wird, zu entfernen. Ein Fließbild, oder Blockschema, das die Grundregeln einer Abtrennmethode gemäß der Erfindung veranschaulicht, ist in der Figur 2 dargestellt.This curve can be used to enable a subsequent subtraction from the composite curve. the Invention is based on the surprising finding that, despite the indiscriminate, asymmetrical and influential nature of the Noise component a continuously given characteristic feature of such noise components can be used, to isolate the noise component, so that algebraic summation methods are used to remove them from the composite Approach information signal can be used. This characteristic is that - albeit the Approach information signal component a slowly changing signal with no fixed frequency and the noise level component or noise superposition is a random unbalanced signal of variable frequency, the rate of change (rate of change) of the noise level is usually much greater than the rate of change of the approach information signal component. The main difference in the rate of change of the two signal components is used to determine the noise level component to isolate and then algebraically from the composite curve that is fed to the control devices, to remove. A flow diagram, or block diagram, that sets out the basic rules illustrates a separation method according to the invention, is shown in FIG.
Das in der Figur 2 wiedergegebene Fließbild zeigt eine Quelle für Eingangsinformationssignale 2, eine Verstärkereinrichtung 4, eine nichtlineare Verstärkereinrichtung 6, und einen Differentialverstärker 8. Die Quelle für Eingangsinformationssignale 2 ist kennzeichnend für die Probenahme- und Abfühleinrichtungen, die mit dem jeweils verarbeiteten Ansatz in Verbindung stehen, und liefert das Ansatzinformationssignal zusammen mit dem überlagerten Geräuschpegel gemäß Figur 1 an den Eingang 10. Die im Einzelfall vorliegende genaue Form des Eingangs 10 unterliegt Änderungen und ist abhängig von dem physikalischen Zustand des zueammengesetzten Ansatzinformationssignals, welcher wiederum von der Art der Geräte, die in der Ge-The flow diagram reproduced in FIG. 2 shows a source for input information signals 2, an amplifier device 4, a non-linear amplifier device 6, and a Differential amplifier 8. The source for input information signals 2 is characteristic of the sampling and sensing devices, which are associated with the batch being processed in each case, and provides the batch information signal together with the superimposed noise level according to FIG. 1 to the input 10. The exact shape of the input present in the individual case 10 is subject to changes and is dependent on the physical state of the combined batch information signal, which in turn depends on the type of equipment
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räuschunterdrückungsvorrichtung Anwendung finden, abhängig ist. Wenn es sich beispielsweise bei der dargestellten Geräuschunterdrückungsvorrichtung um eine elektronische Vorrichtung handelt, besteht der Eingang 10 aus einem gewöhnlichen elektrischen Leiter, während im Falle einer fluidischen oder pneumatischen Geräuschunterdrückungsvorrichtung der Eingang 10 aus einer Medienverbindungsleitung geeigneter Abmessungen besteht.find noise suppression device application is dependent. For example, if it is the illustrated noise cancellation device is an electronic device, the input 10 consists of an ordinary electrical device Head, while in the case of a fluidic or pneumatic noise suppression device, the input 10 from a Media connection line of suitable dimensions exists.
Der Eingang 10 ist an einer Anschlußstelle 12 mit Signalübermittlungseinrichtungen 14 und 16 verbunden, die die gleidie physikalische Form wie der Eingang 10 haben. Die Signalübermittlungseinrichtung 14 ist mit einer Verstärkungseinrichtung 4 verbunden, die vorzugsweise von einer linearen Verstärkungseinrichtung gebildet wird und ebenfalls entweder elektronisch oder fluidisch oder pneumatisch arbeiten kann. Der Ausgang der linearen Verstärkungseinrichtung 4 ist durch eine Leitung 20, die vorzugsweise die gleiche physikalische Form wie der Eingang 10 hat, mit einem ersten Anschluß 18 des DifferentialVerstärkers 8 verbunden. Der Differentialverstärker 8 kann ebenfalls elektronisch, fluidisch oder pneumatisch arbeiten.The input 10 is at a connection point 12 with signal transmission devices 14 and 16, which have the same physical form as input 10. The signal transmission device 14 is connected to an amplification device 4, which is preferably a linear amplification device is formed and can also work either electronically or fluidically or pneumatically. The output of the linear Amplification device 4 is through a conduit 20, which is preferably the same physical form as the input 10 is connected to a first terminal 18 of the differential amplifier 8. The differential amplifier 8 can also be electronic, work fluidically or pneumatically.
Die Signalübermittlungseinrichtung 16 ist mit der nichtlinearen Verstärkungseinrichtung 6 verbunden, die ebenfalls elektronisch, fluidisch oder pneumatisch arbeiten kann, je nach den übrigen Teilen des Systems. Der Ausgang der nichtlinearen Verstärkungseinrichtung 6 ist mit dem zweiten Eingangsanschluß 22 des DifferentialVerstärkers 8 verbunden, über die Geräuschsignalkomponenten-Übermittlungsleitung 24 , die vorzugsweise die gleiche Form wie die Signalübermittlungsleitung 20 hat. Bei dem nichtlinearen Verstärker 6 handelt es sich um irgendeinen Vertreter der bekannten Klasse von Verstärkern, die im englischen Sprachgebrauch im allgemeinen als "rate action or derivative amplifiers" bezeichnet werden (nachstehend als Ratenwirkungsoder Ableitungsverstärker bezeichnet), d.h. Verstärker, die selektiv Teile des Verstärkereingangs auf der Basis der Änderungsrate dieses Teils in bezug auf eine wählbare Zeitkonstante verstärken. The signal transmission device 16 is connected to the non-linear amplification device 6, which is also can work electronically, fluidically or pneumatically, depending on the remaining parts of the system. The output of the nonlinear Amplifying device 6 is connected to the second input terminal 22 of the differential amplifier 8 via the noise signal component transmission line 24, which preferably has the same shape as the signal transmission line 20. In which non-linear amplifier 6 is any representative of the known class of amplifiers, which in English In common parlance, these can be referred to as "rate action or derivative amplifiers" (hereinafter referred to as rate action or Derivative amplifiers), i.e. amplifiers which selectively amplify portions of the amplifier input based on the rate of change of that portion with respect to a selectable time constant.
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Im Betrieb wird das zusammengesetzte Ansatzinformationssignal, das sowohl die Ansatzinformationskomponente als auch den überlagerten Geräuschpegel umfaßt, von der Eingangsinformations signalquelle 2 dem Eingang 10 zugeführt. Dieses Signal wird über die Anschlußstelle 12 und die* Signalübermittlungseinrichtung IM· an die lineare Verstärkungseinrichtung 4 angelegt. Die lineare Verstärkungseinrichtung U, bei der es sich um irgendeinen Vertreter aus der bekannten Klasse von linearen Verstärkern handeln kann, bewirkt eine geeignete gleichmäßige Verstärkung des eintretenden zusammengesetzten Ansatzinformationssignals und gibt dieses gleichmäßig verstärkte Signal dann an die Signalübermittlungsleitung 20. Die Signalüb'ermittlungsleitung gibt das gleichmäßig verstärkte zusammengesetzte Ansatzinformationssignal an den ersten Anschluß 18 des Differentialverstärkers 8 weiter, der in bekannter Weise an seinem Ausgang ein Signal liefert, das den Unterschied zwischen den beiden an seine Eingänge angelegten Signalen wiedergibt. Bei dem Differentialverstärker kann es sich um irgendeine der allgemein zugänglichen und auf dem Fachgebiet benutzten Ausführungsformen handeln. In dem dargestellten Fließbild ist ein Differentialverstärker angegeben, es kann aber auch eine Summierungseinrichtung mit einem Signalumkehrer oder Umkehrverstärker, verbunden mit einem der Eingänge, an dessen Stelle treten.In operation, the composite approach information signal, which is both the approach information component and the superimposed noise level, from the input information signal source 2 fed to input 10. This signal is transmitted via the connection point 12 and the * signal transmission device IM · applied to the linear amplification device 4. the linear amplifier U, which is any Representatives from the known class of linear amplifiers can act, causes a suitable uniform amplification of the incoming composite approach information signal and then outputs this uniformly amplified signal to the Signal transmission line 20. The signal transmission line gives the uniformly amplified composite approach information signal to the first connection 18 of the differential amplifier 8, which in a known manner has a signal at its output that reflects the difference between the two signals applied to its inputs. At the differential amplifier it can be any of the embodiments commonly available and used in the art. In the flow diagram shown shows a differential amplifier, but it can also be a summing device with a signal inverter or inverting amplifier connected to one of the Entrances to take its place.
Das zusammengesetzte Ansatzinformationssignal wird außerdem von dem Eingang 10 über die Anschlußstelle 12 und die Signalübermittlungseinrichtung 16 an den Eingang des nichtlinearen Verstärkers 6 gegeben. Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei dem nichtlinearen Verstärker 6 um einen Ratenwirkungs- oder Ableitungsverstärker, der in bekannter Weise selektiv Anteile des Verstärkereingangs auf der Basis der ÄnderungSrate dieses Anteils in bezug auf eine gegebene Zeitkonstante verstärkt. Die Zeitkonstante ist wählbar, über den Ratenwirkungsregler am Verstärker, und demgemäß können die Anteile des Eingangs zu dem nichtlinearen Verstärker 6 , die eine vergleichsweise hohe Ä'nderungsrate in bezug auf diese Zeitkonstante haben, selektiv ver-The composite approach information signal is also from the input 10 via the connection point 12 and the Signal transmission device 16 given to the input of the non-linear amplifier 6. As already mentioned, it is in the case of the non-linear amplifier 6, a rate effect or derivative amplifier which selectively shares in a known manner of the amplifier input based on the rate of change of this component amplified with respect to a given time constant. The time constant can be selected via the rate effect controller on the amplifier, and accordingly the components of the input to the non-linear amplifier 6 which have a comparatively high rate of change with respect to this time constant, selectively
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stärkt werden, während jene Anteile, die eine geringe Änderungsrate in bezug auf diese Zeitkonstante haben, im Ausgang des Verstärkers nicht anwesend sind. Zur Erläuterung kann das zusammengesetzte Ansatzinformationssignal wieder als aus zwei getrennten Komponentenkurvenzügen bestehend behandelt werden, die das Ansatzinformationssignal selbst und den überlagerten Geräuschpegel umfassen, wie das in der Figur 1 angedeutet ist. Von diesen beiden 'einander überlagerten Kurvenzügen hat das Ansatzinformationssignal eine sehr geringe Änderungsrate, wobei die Verschiebungsrate (t) gewöhnlich zwischen vier Sekunden und zwanzig Minuten liegt. Im Gegensatz hierzu hat der überlagerte Geräuschpegel eine verhältnismäßig hohe Änderungsrate in bezug auf die gewählte Zeitkonstante, da die Minimalfreauenz eine 20-Hertz-Komponente umfassen wird und die restlichen Komponenten viel höher sein werden; da also die Änderungsrate des Geräuschpegels verhältnismäßig hoch ist, wird die Geräuschpegelkomponente oder Krachüberlagerung durch den nichtlinearen Verstärker 6 verstärkt und im Ausgang des Verstärkers vollständig anwesend sein. Bei der Ansät zinfοrmationsSignalkomponente handelt es sich dagegen um eine Komponente sehr geringer Frequenz, die demgemäß im Ausgang des nichtlinearen Verstärkers 6 nicht anwesend ist.are strengthened, while those components that have a low rate of change with respect to this time constant, in the output of the amplifier are not present. For explanation, the composite approach information signal can again be made up of two separate Component curves are treated consisting of the approach information signal itself and the superimposed noise level, as indicated in FIG. Of these two The approach information signal has superimposed curves a very small rate of change, with the rate of shift (t) usually between four seconds and twenty minutes lies. In contrast, the superimposed noise level has a relatively high rate of change with respect to the selected one Time constant, since the minimum frequency will include a 20 Hertz component and the remaining components will be much higher; therefore, since the rate of change of the noise level is relatively high, the noise level component or noise superposition becomes amplified by the non-linear amplifier 6 and fully present in the output of the amplifier. When sowing zinfοrmationsSignalkompomponent, however, is a Very low frequency component which is accordingly not present in the output of the non-linear amplifier 6.
Der Ausgang des nichtlinearen Verstärkers 6 wird über die Geräuschsignalkomponentenübermittlungseinrichtung 24 an den zweiten Eingangsanschluß 22 des Differentialverstärkers 8 angelegt. Der erste Eingang des DifferentialVerstärkers am Eingangsanschluß 18 umfaßt also sowohl das Ansatzinformationssignal als auch die Geräuschpegelkomponente oder Krachüberlagerung, während der zweite Eingang am Eingangsanschluß 22 nur die Geräuschpegelkomponente oder Krachüberlagerung umfaßt. Wenn also die beiden Eingänge von den Anschlüssen 18 und 22 durch den Differenzverstärker 8 durch Summierung der beiden Eingänge voneinander subtrahiert werden, wobei der eine Eingang um 180° verschoben wird, erfolgt eine Beseitigung oder Löschung des an beiden Eingangsanschlüssen 18 und 22 anwesenden überlagerten Geräuschpegels und nur die Ansatzinformationssignalkomponente selbst erscheintThe output of the non-linear amplifier 6 is via the noise signal component transmission device 24 to the second input terminal 22 of the differential amplifier 8 is applied. The first input of the differential amplifier at the input terminal 18 thus includes both the approach information signal and the noise level component or noise superposition while the second input at input terminal 22 comprises only the noise level component or noise superposition. So if the two Inputs from terminals 18 and 22 through the differential amplifier 8 can be subtracted from each other by adding up the two inputs, with one input shifted by 180 ° the superimposed noise level present at the two input connections 18 and 22 is carried out and only the batch information signal component itself appears
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am Ausgangsanschluß 26 zur Verwendung durch das normalerweise daran angeschlossene Steuersystem.at output terminal 26 for use by the normally connected tax system.
Wie bereits dargelegt, kann jedes der im Fließbild der Figur 2 dargestellten Bauelemente von elektronischer, fluidischer oder pneumatischer Art sein und jedes dieser Bauelemente kann bekannte und ohne weiteres zugängliche Komponenten oder Abwandlungen davon umfassen. Die Art dieser Bauelemente wird normalerweise durch die Erfordernisse des im Einzelfall betrachteten Systems, den Aufbau der damit verbundenen Probennahme- öder Abfühle inrichtungen und das in Verbindung damit benutzte Steuersystem bestimmt. Weiterhin können, falls erforderlich oder zweckmäßig, Wandler zwischen den Verstärker 4 und den Differentialverstärkereingäng 18 bzw. zwischen den nichtlinearen Verstärker 6 und den DifferentialVerstärkereingang 22 eingesetzt werden, so daß der Differentialverstärker 8 von einem Typ, z.B. elektronischer Wirkungsweise, und die parallelen Verstärker 4 und 6 von einem anderen Typ, z.B. fluidischer Wirkungsweise, sein können.As already explained, each of the components shown in the flow diagram of FIG. 2 can be electronic, fluidic or of the pneumatic type, and each of these components can be known and readily available components or modifications of which include. The nature of these components is normally considered by the requirements of the individual case System, the structure of the associated sampling - or sensations facilities and the control system used in connection therewith. Furthermore, if necessary or appropriate, Converter between amplifier 4 and the differential amplifier input 18 or between the non-linear amplifier 6 and the differential amplifier input 22, see above that the differential amplifier 8 is of a type such as electronic Mode of operation, and the parallel amplifiers 4 and 6 can be of a different type, e.g. fluidic mode of operation.
Wenngleich die Einzelheiten der im Fließbild der Figur 2 dargestellten Bauelemente für sich keinen Teil der Erfindung bilden, ist zur weiteren Erläuterung als Beispiel eine elektrische Ausführungsform für das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung in der Figur 3 dargestellt. Die Geräuschbeseitigungs- oder Unterdrückungsvorrichtung der Figur 3 umfaßt einen Eingangsanschluß '30, einen linearen Verstärker 32, einen nichtlinearen Verstärkungsabschnitt 34, dargestellt durch den gestrichelt umrandeten Block, und eine algebraische Signalvereinigungseinrichtung 36. Der EingangsanSchluß 30 ist über einen Anschlußpunkt 3 8 mit Stromleitern 40 und 42 verbunden, die zu den Eingangsklemmen des linearen Verstärkers 32 bzw. des nichtlinearen Verstärkungsabschnitts 34· führen. Der lineare Verstärker 32 kann irgendeine der üblichen und auf dem Gebiet der Elektronik bekannten Formen derartiger Einrichtungen haben und weiterhin von transistorisierter (solid state), Röhren- oder mehrstufiger Bauart sein. Der Ausgang des linearen Verstärkers 32 ist über einen Lei-Although the details of the components shown in the flow diagram of Figure 2 are not part of the invention in and of themselves form is an electrical embodiment for the method and the device according to FIG of the invention shown in FIG. The noise canceling or suppression device of Figure 3 includes one Input terminal '30, a linear amplifier 32, a non-linear gain section 34, represented by the dashed line outlined block, and an algebraic signal combiner 36. The input port 30 is via a connection point 3 8 connected to conductors 40 and 42, which lead to the input terminals of the linear amplifier 32 and the non-linear amplifier Reinforcement section 34 · lead. The linear amplifier 32 may be any of those conventionally known in the electronics art Forms of such devices have and continue to be of solid state, tubular or multi-stage construction be. The output of the linear amplifier 32 is via a line
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ter 44 rait einer ersten Eingangs klemme 46 der algebraischen Signalvereinigungseinrichtung 3 6 verbunden.ter 44 rait a first input terminal 46 of the algebraic signal combination device 3 6 connected.
Der nichtlineare Verstärkungsabschnitt 34 umfaßt einen Operationsverstärker 4-8 und einen Ausgangsverstärker 50. Der Operationsverstärker 4 8 weist den üblichen Eingangskondensator C1, angeschlossen an seine Eingangsklemme 52, und einen gewöhnlichen Rückkoppelungskondensator C„ , der zwischen seine Eingangsklemme 52 und seine Ausgangsklemme 54· geschaltet ist, auf. Weiterhin ist ein Ratenwirkungs- oder Ableitungskreis (rate action or derivative circuit), der einen Kondensator C3, ein einstellbaren Ratenzeit-Widerstand R. (rate time resistor) und ein Spannungsteilernetzwerk mit Widerständen R» und R„ umfaßt, in der Rückkoppelungsschleife vorgesehen, so daß der Operationsverstärker nach der Ratenwirkungs- oder Ableitungsweise arbeitet. Der Ausgang des Operationsverstärkers 48, der an der Klemme 54 erscheint, wird an den Ausgangsverstärker 50 angelegt. Der Operationsverstärker 4 8 und der Ausgangsverstärker 50 sind so ausgelegt, daß ihre Gesamtverstärkung etwas geringer ist als die Verstärkung des linearen Verstärkers 32. Dieses Auslegungskriterium wird hier bevorzugt, damit die Neigung der nichtlinearen Verstärkungseinrichtung zur Hervorhebung der Verstärkung von zufälligen Spitzen nicht dazu führt, daß die Teile des abgetrennten Geräuschpegels größer sind als die in dem zusammengesetzten Kurvenzug anwesenden Teile.The nonlinear amplification section 34 comprises an operational amplifier 4-8 and an output amplifier 50. The operational amplifier 4 8 has the usual input capacitor C 1, connected to its input terminal 52, and an ordinary feedback capacitor C "which connected between its input terminal 52 and its output terminal 54 · is on. Furthermore, a rate action or derivative circuit, which comprises a capacitor C 3 , an adjustable rate time resistor R. and a voltage divider network with resistors R "and R", is provided in the feedback loop, so that the operational amplifier operates on the rate action or derivative mode. The output of operational amplifier 48, which appears at terminal 54, is applied to output amplifier 50. The operational amplifier 48 and the output amplifier 50 are designed so that their total gain is somewhat less than the gain of the linear amplifier 32. This design criterion is preferred here so that the tendency of the non-linear amplifying device to emphasize the amplification of random peaks does not lead to the fact that the parts of the separated noise level are greater than the parts present in the composite curve.
Der Ausgang des nichtlinearen Vers^ä/Erkungsabschnitts 34 wird an die zweite Eingangsklemme 5 6 der algebraischen Signalvereinigungseinrichtung 36 angelegt. Der Ausgang des dargestellten Geräuschbeseitigungs- oder Unterdrückungskreises steht dann an der Ausgangsklemme 5 8 der algebraischen Signalvereinigungseinrichtung 36 zur Verfügung.The output of the non-linear verse / discovery section 34 is connected to the second input terminal 5 6 of the algebraic signal combiner 36 created. The exit of the noise elimination or suppression circuit shown is in place then available at the output terminal 5 8 of the algebraic signal combination device 36.
Im Betrieb erhält der Geräuschunterdrückungs- oder -beseitigungskreis gemäß Figur 3 an seiner Eingangsklemme 30 das zusammengesetzte Ansatzinformationssignal, das sowohl die Ansatz-In operation, the noise suppression or elimination circuit according to FIG. 3 receives the at its input terminal 30 composite approach information signal that includes both the approach
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informationskomponente als auch den überlagerten Geräuschpegel umfaßt. Dieses Signal wird von den Probennahme- und Abfühleinrichtungen, die mit dem gerade verarbeiteten Ansatz in Verbindung stehen, geliefert; diese Einrichtungen sind normalerweise mit dem Eingangsanschluß 30 verbunden, sie sind in der Zeichnung zur Vereinfachung nicht dargestellt. Das an den Eingangsanschluß 30 angelegte zusammengesetzte Ansatzinformationssignal wird über den Anschlußpünkt 3 8 und den Leiter 4-0 an den linearen Verstärker 32 gegeben. Der lineare Verstärker 32 bewirkt in bekannter V/eise eine gleichmäßige Verstärkung des zusammengesetzten Ansatzinformationssignals und dieses gleichmäßig verstärkte Signal wird durch den Leiter 44 an die erste Eingangs klemme 46 der algebraischen Signalvereinigungseinrichtung 36 geführt. Die erste Eingangsklemme 46 der algebraischen Signalvereinigungseinrichtung 3 6 erhält also das verstärkte zusammengesetzte Ansatzinformationssignal, das eine gleichmäßig verstärkte Ansatzinformationskomponente und den gleichmäßig verstärkten überlagerten Geräuschpegel umfaßt.information component as well as the superimposed noise level includes. This signal is provided by the sampling and sensing equipment associated with the batch being processed stand, delivered; these facilities are usually with connected to the input terminal 30, they are not shown in the drawing for simplicity. That to the input port 30 applied composite approach information signal is via the connection point 3 8 and the conductor 4-0 to the linear amplifier 32 given. The linear amplifier 32 effects, in a known manner, a uniform amplification of the composite batch information signal and this uniformly amplified signal is through the conductor 44 to the first input terminal 46 of the algebraic Signal combining device 36 out. The first Input terminal 46 of the algebraic signal combiner 3 6 thus receives the amplified composite approach information signal, which is a uniformly amplified approach information component and includes the uniformly amplified superimposed noise level.
Das an dem Eingangsanschluß 30 ankommende zusammengesetzte Ansatzinformationssignal wird außerdem über den Anschlußpunkt 38 und den Leiter 42 an den Eingang des nichtlinearen Verstärkungsabschnitts 34 angelegt. Der darin enthaltene, nach der Ratenwirkungs- oder Ableitungsweise arbeitende Verstärker, der den Operationsverstärker 48, den Eingangskondensator C., den Rückkoppelungskondensator C„ und den Ratenwirkungskreis mit dem Kondensator C3, dem Potentiometer R^ und dem von den Widerständen R„ und R3 gebildeten Sä|pnnungsteiler umfaßt, ist so eingestellt, daß eine beträchtliche Verstärkung von Signalkomponenten bewirkt wird, die eine Frequenz von mehr als etwa 20 Hertz haben, während nur ein unbedeutender Teil der Signalkomponenten, die eine tiefere Frequenz aufweisen, durchgeht. Dies erfolgt durch eine solche Einstellung des Potentiometers R., daß die RC-Zeitkonstante des Ratenwirkungskreises in der Rückkoppelungsschleife so ist, daß Signalkomponenten, deren Frequenz 20 Hertz übersteigt, durch den Kondensator C3 gehen, bevor dieser Kondensator geladenThe composite batch information signal arriving at input terminal 30 is also applied to the input of non-linear gain section 34 via connection point 38 and conductor 42. The amplifier contained therein, working according to the rate effect or derivation mode, the operational amplifier 48, the input capacitor C., the feedback capacitor C "and the rate effect circuit with the capacitor C 3 , the potentiometer R ^ and that of the resistors R" and R 3 The voltage divider formed is set so that a significant amplification of signal components having a frequency greater than about 20 Hertz is effected, while only an insignificant portion of the signal components having a lower frequency passes through. This is done by setting the potentiometer R. such that the RC time constant of the rate effect circuit in the feedback loop is such that signal components whose frequency exceeds 20 Hertz pass through the capacitor C 3 before this capacitor is charged
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ist, aber Signalkomponenten von'tieferen Frequenzen durch das Potentiometer R1 geführt werden. Da weiterhin das Ausmaß der Ladung des Kondensators C3 eine Funktion der Zeit ist, ist der Schnitt bei einer Frequenz von 20 Hertz kein scharf begrenzter Schnitt und demgemäß wird das Ausmaß der Verstärkung, das von dem Ratenwirkungsverstärker bei Signalen von mehr als 20 Hertz herbeigeführt wird, mit höheren Frequenzen derartiger Komponenten zunehmen. Der Ausgang des Ratenwirkungsverstärkers, der an der Klemme54 liegt, umfaßt daher im wesentlichen nur Geräuschkomponenten, da die AnsatzinformationsSignalkomponente im wesentlichen unterhalb 10 Hertz liegt.is, but signal components of 'lower frequencies are passed through the potentiometer R 1 . Furthermore, since the amount of charge on capacitor C 3 is a function of time, the cut at a frequency of 20 Hertz is not a sharply defined cut and accordingly becomes the amount of gain introduced by the rate effect amplifier on signals greater than 20 Hertz , increase with higher frequencies of such components. The output of the rate effect amplifier, which is applied to terminal 54, therefore essentially only comprises noise components, since the approach information signal component is essentially below 10 Hertz.
Da das Ausgangssignal des Ratenwirkungsverstärkers an der Klemme 54 um 180 gegenüber dem Eingang verschoben ist, infolge der Umkehreigenschaften des dargestellten Verstärkers, ist eine Wiederumkehrung dieser Signalkomponente zweckmäßig, wenn die algebraische SignalVereinigungseinrichtung 36 aus einem Differentialverstärker bestehen soll. Dies kann durch den Ausgangsverstärker 50 erreicht werden, der weiterhin zu einer linearen Steigerung der Größe des angelegten Eingangssignals benutzt werden kann, so daß die Gesamtverstärkung des nichtlinearen Verstärkungsabschnitts 34 gerade unterhalb der des linearen Verstärkers 32 liegt. Dies ist wünschenswert, damit in dem überlagerten Geräuschpegel anwesende Geräuschspitzen, infolge ihrer sehr hohen Frequenz, durch die veränderliche Verstärkung des Ratenwirkungsverstärkers nicht mit einer Frequenz über jener, wie sie in dem linearen Verstärkerkanal vorliegt, verstärkt werden. Das Ausgangssignal des Ausgangsverstärkers 50 und damit des nichtlinearen Verstärkungsabschnitts 34 wird an die zweite Eingangsklemme 56 der algebraischen Signalvereinigungseinrichtung 36 angelegt. Since the output signal of the rate effect amplifier at terminal 54 is shifted by 180 compared to the input, As a result of the reversal properties of the amplifier shown, it is advisable to reverse this signal component, when the algebraic signal combiner 36 consists of a Differential amplifier should exist. This can be done through the output amplifier 50 can be achieved, which continues to be used to linearly increase the size of the applied input signal can be so that the overall gain of the nonlinear gain section 34 is just below that of linear amplifier 32. This is desirable so in the superimposed Noise peaks present due to their very high frequency due to the variable amplification of the rate effect amplifier are not amplified at a frequency above that found in the linear amplifier channel. That The output signal of the output amplifier 50 and thus of the non-linear amplification section 34 is sent to the second input terminal 56 of the algebraic signal combination device 36 is applied.
■ Die algebraische Signalvereinigungseinrichtung 36, die in diesem Falle einen Differentialverstärker umfaßt, subtrahiert in bekannter Weise die beiden an ihren Eingängen 46 und 56 ankommenden Signale und liefert das gebildete Differenzsignal an■ The algebraic signal combiner 36, the in this case includes a differential amplifier, subtracts the two arriving at their inputs 46 and 56 in a known manner Signals and delivers the difference signal formed
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ihrem Ausgang. Da das an der Eingangsklemme 46 ankommende Eingangssignal das Ansatzinformationssignal mit dem überlagerten Geräuschpegel umfaßt., und das an der Eingangsklemme 56 ankommende Eingangssignal im wesentlichen nur den Geräuschpegel umfaßt, besteht somit der Ausgang der algebraischen Signalvereinigungseinrichtung im wesentlichen nur aus der reinen Ansatζinformations Signalkomponente. Dieses Signal kann nunmehr den Steuersystemen zugeführt werden und es wird eine genaue, einwandfreie Regelung und Steuerung, die auf einer echten und unverfärbten Wiedergabe der ZuStandsmerkmale des gerade verarbeiteten Ansatzes beruht, erreicht.their exit. Since the input signal arriving at input terminal 46 includes the approach information signal with the superimposed noise level., and the incoming at the input terminal 56 Input signal essentially only comprises the noise level, there is thus the output of the algebraic signal combination device essentially only from the pure Ansatζinformations Signal component. This signal can now be fed to the control systems and it becomes an accurate, faultless one Regulation and control based on a real and uncolored reproduction of the state features of the approach that has just been processed based, achieved.
Wenngleich die algebraische Signalvereinigungseinrichtung 36 vorstehend und in der Zeichnung in Form eines Differenzverstärkers erläutert wurde, ist ohne weiteres ersichtlich, daß, wenn es sich bei dem Ausgangsverstärker 50 nicht um einen Umkehrverstärker handelt, die beiden angelegten Signale bereits um 180° außer Phase sind und somit ein Summierungskreis als algebraische Signalvereinigungseinrichtung 36 verwendet werden kann. Eine derartige Ausbildung kann besonders in Fällen zweckmäßig sein, wo die zusätzliche Verstärkung des Ausganges des Verstärkers 4-8 unnötig ist.Although the algebraic signal combiner 36 above and in the drawing in the form of a differential amplifier As has been explained, it will be readily apparent that if the output amplifier 50 is not an inverting amplifier acts, the two applied signals are already 180 ° out of phase and thus a summation circle as algebraic Signal combiner 36 can be used. Such a training can be particularly useful in cases where the additional gain of the output of amplifier 4-8 is unnecessary.
Vorstehend ist somit eine erste Ausführungsform der Erfindung, auf elektrischer Grundlage, angegeben, die in der Lage ist, ein Ansatzinformationssignal, das für die Eigenschaften des gerade verarbeiteten Ansatzes wirklich kennzeichnend ist, einem Steuersystem zuzuführen.A first embodiment of FIG Invention, on an electrical basis, indicated in the Is able to provide a neck information signal that is really indicative of the properties of the neck just processed is to be fed to a tax system.
Ausführungsformen der Erfindung auf pneumatischer oder fluidischer Grundlage können in ähnlicher Weise wie die in Verbindung mit Figur 3 im einzelnen erläuterte elektrische Ausführungsform aufgebaut sein, nach den Regeln des Fließbildes der Figur 2. Als Beispiele für den Aufbau derartiger Ausführungsformen sind nachstehend im Handel erhältliche Bauelemente für die einzelnen Funktionen zusammengestellt, die bei Zusammenbau gemäß Figur 2 an den aufgeführten Stellen des Fließ/bildes wirksame Vorrichtungen ergeben.Embodiments of the invention on a pneumatic or fluidic basis can be carried out in a manner similar to that in connection with be constructed with Figure 3 in detail explained electrical embodiment, according to the rules of the flow diagram of Figure 2. As examples of the structure of such embodiments Commercially available components are listed below for the individual functions that are required when assembled in accordance with Figure 2 effective at the listed points of the flow / picture Devices result.
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Einbaustelle im Kreis der Figur 2Installation location in the circle of Figure 2
Linearer Verstärker Nichtlinearer Verstärker 6Linear amplifier Non-linear amplifier 6
Differentialverstärker 8 Bauelement (Bezeichnung und Modellnummer sämtlicher Teile gemäß Moore Products. Co., Spring Horse, Pa.) Differential Amplifier 8 Component (Name and model number of all parts according to Moore Products. Co., Spring Horse, Pa.)
Booster-Pilotventil (Model 60 Booster Pilot Valve)Booster Pilot Valve (Model 60 Booster Pilot Valve)
Direktwirkende Derivateinheit (Model 5 9D Direct Action Derivative Unit), gefolgt von einem 6 zu 1 . Reduzierrelais (Model 66BR6,. 6 to 1 Reducing Relay)Direct action derivative unit (Model 5 9D Direct Action Derivative Unit), followed by a 6 to 1. Reduction relay (Model 66BR6, 6 to 1 reducing relay)
Differentialdrosselrelais (Model 6 8WT17 Differential-Throttling Relay) , wobei die Diaphragmen zur Herbeiführung einer 0-600% Differentialdrosselungmodifiziert worden sindDifferential Throttling Relay (Model 6 8WT17 Differential Throttling Relay) with the diaphragms modified to provide 0-600% differential throttling have been
Einbaustelle im Kreis der Figur 2Installation location in the circle of Figure 2
Linearer Verstärker 4 Nichtlinearer Verstärker 6 Differentialverstärker 8 Bauelement (Bezeichnung und Modellnummer sämtlicher Teile gemäß General Electric Co., Inc.) ' Linear amplifier 4 Non-linear amplifier 6 Differential amplifier 8 Component (name and model number of all parts according to General Electric Co., Inc.) '
Proportionalverstärkungsblock (Model AM-12 proportional gain block)Proportional gain block (Model AM-12 proportional gain block)
Dynamisches Formnetzwerk (Model FL-12 Dynamic Shaping Network)Dynamic Shaping Network (Model FL-12 Dynamic Shaping Network)
Operationsverstärker (Model FS12 Operational Amplifier)Operational Amplifier (Model FS12 Operational Amplifier)
Die vorstehend aufgeführten Bauelemente sind nur als Beispiele angegeben und die Erfindung ist selbstverständlich nicht in irgendeiner Weise auf die Verwendung dieser Bauelemente beschränkt, da eine Vielzahl anderer oder abgewandelter Bauelemente nach den Regeln der Erfindung einem Fachmann ohne weiteres an die Hand gegeben ist.The components listed above are only given as examples and the invention is of course not in any one way Way limited to the use of these components, as a variety of other or modified components according to the Rules of the invention is readily available to a person skilled in the art.
Die Erfindung schafft somit ein Verfahren und eine Vor-The invention thus creates a method and a pre
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richtung zur Entfernung eines überlagerten Geräuschpegels von
einem gewünschten Informationssignal in solcher Weise, daß das
Informationssignal im wesentlichen frei von Verzerrung und wirklich
genau kennzeichnend für die Information, die weiter gegeben werden soll, ist. Weiterhin ist, wenngleich die Erfindung in Verbindung
mit Verarbeitungssystemen und insbesondere Steuereinrichtungen
für derartige Systeme erläutert wurde, für einen Fachmann
ohne weiteres ersichtlich, daß die Lehren der Erfindung in gleicher Weise auf die selektive Entfernung irgendeines überlagerten
Signals, das eine wesentlich verschiedene Änderungsrate als das Signal hat, dem es überlagert ist, -anwendbar sind. Weiterhin ist
die Erfindung vorstehend insbesondere in Verbindung mit der
"satzweisen11 Durchführung eines.gesteuerten Verarbeitungsverfahrens
erläutert worden, es ist jedoch klar, daß die Erfindung genauso auf andere Formen von Verarbeitungssystemen, z.B. Betriebsformen mit kontinuierlichen Verarbeitungsverfahren, anwendbar
ist und die Bezugnahme auf "Ansatz"-Verfahren nur als Beispiel
erfolgte.direction to remove a superimposed noise level of
a desired information signal in such a way that the
The information signal is essentially free of distortion and really precisely indicative of the information that is to be passed on. Furthermore, while the invention has been explained in connection with processing systems and, in particular, controls for such systems, it will be readily apparent to one skilled in the art that the teachings of the invention apply equally to the selective removal of any superimposed signal which has a substantially different rate of change than the signal on which it is superimposed, are applicable. Furthermore, the invention is above in particular in connection with
"has been explained sentence by sentence 11 implementation of a controlled processing method, but it is clear that the invention is equally applicable to other forms of processing systems, for example operating forms with continuous processing methods
and the reference to "approach" method is exemplary only
took place.
0098367 10040098 367 1004
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